I vermicelli e test Manipolazione Capellini: Semplici misure quantitative della funzione zampe anteriori abile nel ratto e nel topo

Questo video illustra una procedura per quantificare quattro indicatori di scarsa destrezza durante la manipolazione del cibo. Nei roditori, ogni animale viene esposto a brevi pezzi di pasta cruda prima nella gabbia di casa e successivamente nell'ambiente di prova. Nell'ambiente di prova, i movimenti del fopo dell'animale vengono registrati su video. Durante il consumo della pasta, le correzioni effettuate ad ogni fopo vengono identificate e conteggiate mediante la riproduzione in slow motion del video.

Durante l'analisi del video, vengono identificati comportamenti anomali di manipolazione. I risultati ottenuti mostrano modifiche in quattro parametri di scarsa destrezza dopo un danno cerebrale o durante l'invecchiamento, attraverso la quantificazione dei movimenti utilizzati per manipolare il cibo durante l'alimentazione. Ciao, sono Kelly Tenet del laboratorio di Teresa Jones del Dipartimento di Psicologia dell'Università del Texas ad Austin, e io sono RNAi, anch'io del laboratorio Jones.

Oggi vi mostreremo le procedure per il test di manipolazione del vermicello nei ratti e il test di manipolazione CAPI nei topi. Utilizziamo queste procedure nel nostro laboratorio per studiare come l'uso delle quattro P di Dexter nella manipolazione del cibo cambi dopo un danno cerebrale o durante l'invecchiamento. Cominciamo dunque.

Per preparare i pezzi di pasta da sottoporre a test, utilizzare un pennarello con punta ultrafine per segnare la marca DeCheco, la CAPI e la marca Skinner di vermicelli a intervalli specifici con un modello in cartoncino. Per la capal, utilizzare incrementi di 0,86 centimetri, e per i vermicelli incrementi di 1,75 centimetri. Questo facilita la visualizzazione del movimento del filamento di pasta.

Durante l'alimentazione, utilizzando una lametta da barba, tagliare i capellini in pezzi di 2,6 centimetri di lunghezza per l'uso con i topi e tagliare i vermicelli in pezzi di sette centimetri per i ratti. Poiché le marche di pasta variano per consistenza e diametro, caratteristiche che possono influenzare il modo in cui vengono manipolate, si raccomanda di utilizzare una singola fonte di pasta per test ripetuti, al fine di superare le risposte neofobiche e di sviluppare abilità nel manipolarle; esporre gli animali ai pezzi di pasta nella loro gabbia di mantenimento nelle settimane precedenti il test. Un'esposizione di cinque-dieci giorni con circa quattro pezzi per animale ogni volta è sufficiente.

Anche gli animali abituati potrebbero diventare restii a mangiare davanti alla telecamera. Per questo motivo, posizionare la telecamera davanti all'area di prova durante una o più sessioni di abituazione. Una volta che gli animali sono stati esposti ai pezzi di pasta, collocarli nell'ambiente di prova e abituarli a mangiare in quel luogo.

Generalmente, gli animali mangiano volentieri la pasta in questo ambiente. Dopo tre a cinque sessioni alimentari con preparazioni completate, vediamo come somministrare prove di manipolazione della pasta in brats e topi. Le sessioni di prova consistono in prove sequenziali con un pasto ciascuno consumato per prova.

Una sessione comprende tipicamente da quattro a cinque prove per ratto e da tre a quattro prove per topo. I ratti si siedono solitamente in posizione eretta sui garretti per mangiare la pasta, e le trazioni sono più facilmente osservabili. Con una telecamera posizionata approssimativamente al livello del pavimento della camera con un leggero angolo verso l'alto, i topi tendono a piegarsi in avanti e a tenere la pasta con un angolo.

Pertanto, una camera di prova con un pavimento trasparente viene posizionata sopra uno specchio. La telecamera è collocata a un livello leggermente più alto rispetto al pavimento e inclinata verso il basso per focalizzarsi sul riflesso delle zampe nello specchio. Prima di iniziare la videoregistrazione, inserire un pezzo di pasta all'interno della camera di prova.

Per iniziare l'alimentazione e posizionare l'animale in un campo visivo appropriato della telecamera, l'animale deve essere rivolto verso la telecamera e l'ingrandimento della telecamera deve essere sufficiente, compreso tra 10 e 12 x. Per osservare chiaramente i movimenti precisi di tutte e quattro le zampe e di tutte le dita, le nocche di entrambe le zampe devono essere visibili non appena l'animale e la telecamera sono pronti; all'inizio della prima prova, posizionare o far penzolare un pezzo di pasta direttamente davanti all'animale e iniziare la registrazione. Prima dell'inizio dell'alimentazione, ogni morso del pezzo di pasta è udibile.

Quindi, la registrazione audio è utile per verificare l'alimentazione. Proseguire con le prove rimanenti. Allo stesso modo, è preferibile ridurre al minimo il ritardo tra una prova e l'altra, in modo che gli animali non si allontanino dalla posizione ottimale di osservazione.

Ora vediamo come eseguire un'analisi video quantitativa di quattro aggiustamenti scorretti e del tempo di alimentazione. L'analisi dei quattro aggiustamenti scorretti durante l'alimentazione è una semplice misura quantitativa sensibile agli deficit laterali dopo lesioni del sistema nervoso centrale nei ratti e ai cambiamenti legati all'età nei topi. Durante l'analisi, la riproduzione del video viene rallentata a circa il 50% del tempo reale, oppure si utilizza l'avanzamento fotogramma per fotogramma, secondo necessità, per identificare gli aggiustamenti. La parte quantificata della prova inizia quando il pezzo di pasta viene inserito per la prima volta in bocca e termina quando l'ultimo frammento di pasta viene rilasciato dalle fauci e scompare completamente in bocca.

Un aggiustamento viene conteggiato ogni volta che il poro rilascia e ristabilisce il contatto con il pezzo precedente. Quando si verifica una riformazione della presa del poro oppure un'estensione, flessione o abduzione, abduzione delle dita, ogni aggiustamento viene registrato separatamente per il poro sinistro e destro. Gli aggiustamenti non vengono conteggiati quando il poro scorre sulla superficie senza movimento delle dita o riposizionamento della presa della mano.

I movimenti del pezzo di cibo quando non è a contatto con il pezzo del pastore non vengono conteggiati. Il tempo dedicato al consumo viene registrato per ogni prova, a partire dall'inizio fino al momento in cui il pezzo scompare in bocca. Se l'animale interrompe il consumo ma mantiene la presa sul pezzo, la durata della pausa viene sottratta dal tempo totale; se la prova viene interrotta, essa viene esclusa dall'analisi.

Se durante una qualsiasi fase del consumo la visione della pausa viene ostruita o se l'animale spezza il pezzo, poiché pezzi più corti alterano i modelli di manipolazione, i topi a volte lasciano cadere la pasta durante il pasto e, dopo una breve pausa, la raccolgono e riprendono a mangiare. Ciò può essere dovuto a distrazione o a sazietà parziale. Se il consumo riprende rapidamente, non escludiamo questi tentativi, ma sottraiamo dal tempo totale di alimentazione il periodo in cui i pezzi sono caduti.

Le misurazioni ottenute dall'analisi video sono il numero medio di aggiustamenti per poro, per pezzo, il tempo medio di alimentazione per pezzo e la frequenza di aggiustamenti. Esaminiamo ora alcuni schemi atipici di manipolazione. Gli schemi atipici di manipolazione possono distinguere tra diversi tipi di lesioni del sistema nervoso centrale e rivelare cambiamenti legati all'età.

La registrazione di questi comportamenti è utile come analisi supplementare. Gli animali integri iniziano tipicamente l'alimentazione con un'estremità posizionata più in basso sulla pasta e l'altra estremità vicino alla bocca. Il POS assume tipicamente le stesse posizioni in tutti i tentativi.

In un comportamento atipico, l'animale può scambiare di posizione gli due arti. Durante il pasto in animali integri, i pori assumono posizioni più simmetriche affiancate o con le dita intrecciate quando il pezzo è molto corto. Alcuni animali con lesioni del SNC non riescono a farlo e, invece, avvicinano i poli in una presa simmetrica quando i pezzi precedenti erano lunghi.

Due comportamenti atipici aggiuntivi nei ratti e nei topi consistono nel non toccare il pezzo di pasta con una narice per un periodo prolungato durante il pasto e nell'usare la bocca per tirare la pasta attraverso le narici al fine di riposizionarla. Alcuni comportamenti sono considerati atipici nei ratti, ma tipici nei topi, come la postura accovacciata e il lasciar cadere la pasta dopo l'inizio del pasto. Tuttavia, la frequenza con cui i topi lasciano cadere la pasta può aumentare dopo un danno al sistema nervoso centrale, quindi è utile registrare la frequenza di cadute in entrambe le specie.

I topi anziani spesso effettuano aggiustamenti che non portano all'avanzamento della pasta. Questo viene conteggiato ogni volta che un aggiustamento non riesce chiaramente a produrre un movimento percettibile della pasta verso la bocca. Ora mostreremo alcuni risultati dei test di manipolazione.

Le analisi condotte su ratti con lesioni corticali sensorimotorie indicano che gli animali effettuano meno aggiustamenti con l'arto controlaterale alla lesione rispetto a quello ipsilaterale. L'occlusione unilaterale dell'arteria cerebrale media provoca sia una riduzione degli aggiustamenti con l'arto controlaterale sia un aumento di comportamenti atipici durante la manipolazione. Le analisi video effettuate sui topi mostrano che gli animali anziani impiegano più tempo per mangiare i pezzi di pasta e compiono un numero maggiore di aggiustamenti che non portano al progressivo inserimento della pasta nella bocca, rispetto ai topi adulti giovani.

Abbiamo appena mostrato come quantificare i comportamenti di manipolazione della pasta in ratti e topi. Quando si esegue questa procedura, è importante ricordarsi di verificare l'affidabilità inter-osservatore per assicurarsi che le modifiche nella manipolazione della pasta vengano identificate con accuratezza. Questo è tutto.

Grazie per aver guardato e buona fortuna con i vostri esperimenti.